[0001] 本发明涉及一种可吸收内固定骨板的制备方法，属于医疗器械技术领域。

[0002] 随着全球日益增长的汽车保有量及工业的发展，每年都有大量因交通事故和生产安全事故所致的创伤骨折。临床上，由于年龄老化、疾病以及严重创伤等原因而导致的骨折发病率较高，骨组织损伤修复骨板的选材一直是医学的难题。传统的骨折内固定材料一般由不锈钢、钛及其合金制成，但这些金属内固定器存在明显的缺陷，由于植入材料的刚性远大于皮质骨， 受“应力屏蔽”效应的影响，长期植入往往会导致骨质疏松，诱发二次骨折；在生理腐蚀与磨损的作用下可能释放有毒金属离子和微颗粒，容易导致组织炎症等不良反应；除此之外，这种不可降解的材料在骨愈合后还需要二次手术取出，增加患者的痛苦与经济负担。

[0003] 近年来，生物降解材料因其良好的生物性能而受到研究人员的广泛关注。与金属植入物相比，这类材料最具有临床吸引力的优点是伴随骨修复过程可实现体内降解，在骨愈合后无需二次取出手术，能够降低因长期植入而可能出现的局部炎症风险，目前的骨修复材料已进入可降解时代。聚乳酸（Polylactic Acid, PLA）具有良好的生物相容性和生物可降解性，其降解产物是羟基乙酸和乳酸, 可参与体内糖类代谢循环, 经过一系列生物化学反应，最后降解成为二氧化碳和水排出体外，是经美国食品药品监督管理局认证的生物可降解聚合物之一，已被广泛应用于药物控制释放体系、骨科固定、组织工程支架材料、外科手术缝合线等领域。单一的聚乳酸材料刚性较大，抗弯折能力差，导致在要求韧性的应用场景中容易出现脆性高、易断裂的情况，此外聚乳酸还具有细胞粘附能力差的劣势。

[0004] 申请号为CN200310110496.X的专利公开了一种生物可吸收内固定器件复合材料及制备方法，将聚乳酸、聚乙醇酸、磷酸三钙、磷灰石、碳纤维在粉末状态或有有机溶剂存在的状态或熔融状态下模压或挤压成棒材和板材，经机加工得到骨科用内固定器件，弯曲强度175‑355MPa，剪切强度80‑186MPa，碳纤维不可降解，在体内长期存在有感染的风险。申请号为CN201210402262.1的专利公开了一种以PBC为增韧剂的PLA可吸收骨钉及其制备方法，将PLA、PBC、HAP材料熔融共混后注塑而成，其增韧效果未知。申请号为CN201010557114.8的专利公开了一种可控降解内骨固定复合材料及其制备方法，由聚乳酸、纳米棒状羟基磷灰石颗粒和镁颗粒组成，通过注塑工艺成型为可吸收骨钉，其制备方法复杂且增韧效果未知。为此，本发明以聚乳酸为基体，锌基合金为增强体，制备一种高韧性且具有成骨特性的可吸收内固定骨板。

[0025] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 如图1为可吸收内固定骨板的制备流程图。首先将聚乳酸粒料烘干，然后在高温高压下进行热压制成聚乳酸薄片1，热压参数如下：温度范围为180‑200℃，压力范围为0.3‑0.5MPa，热压时间为1‑2min；将锌基合金线材3定向拉伸至直径为0.1‑0.3mm，然后进行微弧氧化处理；定向排列处理后的锌合金线材3，使得相邻锌基合金线材3之间的间隔不大于
0.05mm；将聚乳酸溶解在溶剂中，溶解后将溶液倒在锌基合金线材3上，蒸发溶剂形成聚乳酸/锌基合金复合薄片2；将前两步形成的聚乳酸薄片1和聚乳酸/锌基合金复合薄片2交替堆叠，铺成聚乳酸薄片‑聚乳酸/锌基合金复合薄片‑聚乳酸薄片（图2）；通过模压成型制成无空隙板4（图3），温度为180‑210℃，压力为0.6‑0.8 MPa，热压时间为1‑2min；最后通过铣削加工得到可吸收内固定骨板。

[0027] 实施例1

[0028] 可吸收内固定骨板按以下步骤进行制备：

[0029] （1）首先取分子量为5万‑15万的聚乳酸粒料进行烘干，然后在180℃、0.3 MPa的条件下热压1min制成聚乳酸薄片1。

[0030] （2）将锌基合金线材3（Cu含量为0.5%）定向拉伸成直径至0.1mm，然后进行微弧氧化处理：电解液为10g/L的硅酸钠和2g/L的氢氧化钠混合溶液，电压为380V，频率为2000Hz，时间为20min；定向排列处理后的锌合金线材3，使得相邻锌基合金线材3间隔不大于0.05mm。

[0031] （3）将聚乳酸溶解在二氯甲烷中，聚乳酸与二氯甲烷的比例为1：40（w/v）；溶解后将溶液到在锌基合金线材3上，蒸发溶剂形成聚乳酸/锌基合金复合薄片2。

[0032] （4）将制备的聚乳酸薄片1和聚乳酸/锌基合金复合薄片2交替堆叠，铺成聚乳酸薄片‑聚乳酸/锌基合金复合薄片‑聚乳酸薄片结构；通过模压成型制成无空隙板，温度为180℃，压力为0.6 MPa，热压时间为1min。

[0033] （5）最后使用定制化刀具对无空隙板进行铣削加工得到基本成型的骨板，继续进行曲面精加工得到可吸收内固定骨板。

[0034] 实施例2

[0035] 可吸收内固定骨板按以下步骤进行制备：

[0036] （1）首先取分子量为15万‑25万的聚乳酸粒料进行烘干，然后在190℃、0.4 MPa的条件下热压1.5min制成聚乳酸薄片1。

[0037] （2）将锌基合金线材3（Cu含量为1.75%）定向拉伸成直径至0.2mm，然后进行微弧氧化处理：电解液为15 g/L的硅酸钠和3 g/L的氢氧化钠混合溶液，电压为420V，频率为2000Hz，时间为20min；定向排列处理后的锌合金线材3，使得相邻锌基合金线材3间隔不大于0.05mm。

[0038] （3）将聚乳酸溶解在二氯甲烷中，聚乳酸与二氯甲烷的比例为1：40（w/v）；溶解后将溶液到在锌基合金线材3上，蒸发溶剂形成聚乳酸/锌基合金复合薄片2。

[0039] （4）将制备的聚乳酸薄片1和聚乳酸/锌基合金复合薄片2交替堆叠，铺成聚乳酸薄片‑聚乳酸/锌基合金复合薄片‑聚乳酸薄片结构；通过模压成型制成无空隙板，温度为195℃，压力为0.7 MPa，热压时间为1.5min。

[0040] （5）最后使用定制化刀具对无空隙板进行铣削加工得到基本成型的骨板，继续进行曲面精加工得到可吸收内固定骨板。

[0041] 实施例3

[0042] 可吸收内固定骨板按以下步骤进行制备：

[0043] （1）首先取分子量为15万‑25万的聚乳酸粒料进行烘干，然后在200℃、0.5 MPa的条件下热压2min制成聚乳酸薄片1。

[0044] （2）将锌基合金线材3（Cu含量为3%）定向拉伸成直径至0.3mm，然后进行微弧氧化处理：电解液为18 g/L的硅酸钠和4g/L的氢氧化钠混合溶液，电压为450V，频率为2000Hz，时间为20min；定向排列处理后的锌合金线材3，使得相邻锌基合金线材3间隔不大于0.05mm。

[0045] （3）将聚乳酸溶解在二氯甲烷中，聚乳酸与二氯甲烷的比例为1：40（w/v）；溶解后将溶液到在锌基合金线材3上，蒸发溶剂形成聚乳酸/锌基合金复合薄片2。

[0046] （4）将制备的聚乳酸薄片1和聚乳酸/锌基合金复合薄片2交替堆叠，铺成聚乳酸薄片‑聚乳酸/锌基合金复合薄片‑聚乳酸薄片结构；通过模压成型制成无空隙板，温度为210℃，压力为0.8 MPa，热压时间为2min。

[0047] （5）最后使用定制化刀具对无空隙板进行铣削加工得到基本成型的骨板，继续进行曲面精加工得到可吸收内固定骨板。

[0048] 对比例1

[0049] 可吸收内固定骨板按以下步骤进行制备：

[0050] 首先取分子量为5万‑15万的聚乳酸粒料进行烘干，然后在180℃、0.3 MPa的条件下热压1min制成聚乳酸薄片1。然后通过铣削加工得到可吸收内固定骨板。

[0051] 对比例2

[0052] 可吸收内固定骨板按以下步骤进行制备：

[0053] （1）首先取分子量为15万‑25万的聚乳酸粒料进行烘干，然后在190℃、0.4 MPa的条件下热压1.5min制成聚乳酸薄片1。

[0054] （2）将纯锌线材定向拉伸成直径至0.2mm，然后进行微弧氧化处理：电解液为15 g/L的硅酸钠和3 g/L的氢氧化钠混合溶液，电压为420V，频率为2000Hz，时间为20min；定向排列处理后的锌合金线材3，使得相邻锌基合金线材3间隔不大于0.05mm。

[0055] （3）将聚乳酸溶解在二氯甲烷中，聚乳酸与二氯甲烷的比例为1：40（w/v）；溶解后将溶液到在锌基合金线材3上，蒸发溶剂形成聚乳酸/锌基合金复合薄片2。

[0056] （4）将制备的聚乳酸薄片1和聚乳酸/锌基合金复合薄片2交替堆叠，铺成聚乳酸薄片‑聚乳酸/锌基合金复合薄片‑聚乳酸薄片结构；通过模压成型制成无空隙板，温度为195℃，压力为0.7 MPa，热压时间为1.5min。

[0057] （5）最后使用定制化刀具对无空隙板进行铣削加工得到基本成型的骨板，继续进行曲面精加工得到可吸收内固定骨板。

[0058] 1.力学性能测试

[0059] 取实施例与对比例生产的同一规格型号的骨板（直形接骨板，长度18mm，宽度5mm、厚度2mm，孔数4）进行力学性能测试，参照国标YY/T0509‑2009提供的测试方法产品的弯曲强度进行测试，测试使骨板弯曲至0.2%偏移位移时的弯曲力矩（如果在达到规定位移前骨板已发生断裂，则将断裂时的弯曲力矩定义为弯曲强度）。测试结果如表1所示。

[0060] 表1 弯曲强度（N）

[0061]弯曲强度（N）
实施例1 169
实施例2 178
实施例3 166
对比例1 82
对比例2 135

[0062] 根据表1的数据可以看出实施例的弯曲强度在166‑178N之间，而对比例1产品在达到规定位移前骨板已发生断裂，对比例2中以纯锌合金丝做增强体，其弯曲强度不及实施例，由此可以说明实施例的可吸收内固定骨板具有较好的韧性。

[0063] 2.体外降解实验

[0064] 参照标准YY/T 0474‑2004提供的方法进行测试，计算实施例与对比例生物降解3个月后的质量保留率，如表2所示。

[0065] 表2 质量保留率（%）

[0066]质量保留率（%）
实施例1 98.22
实施例2 98.54
实施例3 98.15
对比例1 95.23
对比例2 97.76

[0067] 由表2的数据可知实施例降解3个月的质量保留率为98.15‑98.54%，高于对比例，在作用初期降解速率低于对比例。

[0068] 3.可吸收内固定骨板浸提液对成骨细胞增殖的影响

[0069] 浸提液准备：将实施例与对比例中的可吸收内固定骨板消毒灭菌处理，按照0.2 g/m L的比例加入磷酸盐缓冲溶液（PBS），调节溶液p H至7.2，于37℃、72h后，无菌条件下收集3组材料浸泡后的PBS，无菌保留各组材料的浸提液。

[0070] 取生长状态良好的MC3T3‑E1细胞制备成细胞悬液，将200μL 1×105/L细胞悬液接种于96孔板中，培养24 h后，用浸提液处理成骨细胞，每2 d换液1次，分别在5%CO2培养箱内培养1 d、3 d、7 d；弃浸提液，用PBS清洗，加入20μL CCK‑8溶液，继续培养4 h，用酶联免疫仪测定450 nm处的光密度（OD）值，计算相对增值率，相对增值率（%）=实验组OD/空白对照组OD值×100%。

[0071] 表3 相对增值率（%）

[0072] 项目 第1天 第3天 第7天实施例1 92.56±1.53 93.24±2.35 99.52±2.92
实施例2 96.23±0.67 98.11±1.86 105.42±2.41
实施例3 94.62±0.85 94.63±2.52 101.67±2.77
对比例1 97.23±0.39 96.55±1.63 94.12±2.25
对比例2 95.45±0.51 97.59±1.86 102.58±2.93

[0073] 表3为CCK‑8检测结果，结果显示，实施例及对比例2中成骨细胞的相对增殖率随时间的延长不断增长，在差异有统计学意义（P＜0.05）；而对比例1中成骨细胞的相对增值率随时间的延长不断降低，本申请的可吸收内固定骨板具有促进成骨细胞增殖的作用。